1、第 l O卷O 1 期 2 0 1 2 年 2 月 南水北调与水利科技 S o u t h - t o - No r t h Wa t e r Di v e r s i o n a n d Wa t e r S c i e n c e& T e c h n o l o g y Vo l _ 1 O No 0 1 F e b 2 0 1 2 水 工混凝土养护方式及养护剂的应用 孟 海, 李志峰 , 夏 云, 陈必振 , 陈 祺 , 陆广东, 王 军 ( 葛洲坝集团第五工程有限公司省级工程技术中心, 湖北 宜昌 4 4 3 0 0 2 ) 摘要: 现对水工混凝土各种养护的方法进行汇总, 对养护剂的
2、机理、 历史、 发展、 应用详细分析, 提出适合水工混凝土 的养护方式及注意事项, 对养护剂的优点和种类范围做了重点阐述, 总结出较为经济实用的水工混凝土养护方式 , 提高混凝土的质量。 关键词: 水工混凝土; 养护方式; 经济实用; 养护剂 中图分类号 : T U5 2 8 0 4 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 1 6 8 3 ( 2 0 1 2 ) 0 0 1 0 1 7 4 0 2 Hy d r a u l i c Co n c r e t e Cu r i ng M e t ho d a n d Cu r i ng Ag e nt Ap pl i c a t i
3、 o n M ENG Ha i , I I Z h i - f e n g, XI A Yu n, CHEN B i z h e n, CHEN Qi , L U Gu a n g - d o ng, W ANG J u n ( No 5 En gi n e e r i n g , Lt d。 Ge z h o u b a( o u p。 gi c h an g 4 4 3 0 0 2 Chi n a) Ab s t r a c t : A v a r i e t y o f hy d r a u l i c c o n c r e t e c u r i n g me t h o d s a
4、 r e s u mma r i z e d i n t h e p a p e r Th e me c ha Ms m , h i s t o r y, d e v e lop me nt a n d a p p l i c a t i o n o f c u r i n g a g e nt a r e a n a l y z e d i n d e t a i l Th e mo d e s f o r hy d r a ul i c c o n c r e t e ma i n t e n a n c e wo r k a n d a t t e n t io n pr o c e s
5、 s a r e p u t f o r wa r d Th e a d v a n t a g e s a n d c l a s s i f i c a t i o n r a n g e a r e e l a b o r a t e d A mo r e e c o n o mi c a n d p r a c t i c a l h y d r a u l i c c o nc r e t e c u r i ng mo d e s a r e r e c o mme n d e d t o r a i s e t h e c o n c r e t e q u a l i t y
6、Ke y wo r d s hy d r a u l i c c o nc r e t e ;c o n c r e t e c u r i n g me t h o d s ;e c o n o mi c a n d p r a c t i c a l ;c o nc r e t e c u r i n g a g e n t 1 混凝土养护方式分类 1 1养护 目的 一 般认为是要保证混凝土在一定时间内保持潮湿 , 以满 足水泥水化的用水需要, 其实混凝土在水化反应中, 水泥完 全水化需要的水量仅约为水泥量的 2 2 42 7 , 只要保持混 凝土水分不散失, 混凝土自身能够满足养护水分的
7、要求, 混 凝土养护是防止水分散失, 及时补充水分 , 养护的另一个 目 的是, 保证混凝土表面温度在一定范围内, 以利于混凝土的 硬化, 同时避免温差过大出现温度裂缝。 1 2养护 方 法 混凝土养护方法主要分为 3类: 蒸汽养护、 常规养护和 养护剂养护 。 蒸汽养护一般分为 3 个阶段, 升温阶段、 恒温阶段、 降温 阶段; 较为适用体积小或大量预制混凝土的情况, 如盾构管 片多采用蒸汽养护方式, 能够快速提高混凝土早期强度。 常规养护, 一般洒水养护的方式, 有时为了防止水分散 失过快, 或洒水过于频繁, 在混凝土表面覆盖一些保水材料 如草袋、 毡布或薄膜等, 常规养护方式适应于, 水
8、使用便捷成 本低, 人工费用较低的情况。需要特别说明的是, 采用塑料 膜覆盖养护方法, 是以不透水汽的塑料膜来保持混凝土中的 水, 满足混凝土强度增长的需求, 但实际覆盖过程 中存在膜 破损和接缝不严密的问题, 水分易于吸附在薄膜 而混凝土 表 面干燥情况时有发生 , 需要注意避免 。 养护剂养护, 在混凝土表面喷涂一层液体形成薄膜 , 阻 止混凝土水分散失, 保持混凝土养护潮湿条件, 使用范围广 泛 , 特别适 用于混凝 土表面不 易覆 盖, 水 成本 、 人工成本 高 , 养护水不易抽排的情况, 如水工隧洞、 沙漠缺水地区等 2 混凝土养护剂的应用 2 1 混凝土养护剂的定义和历史 根据行
9、业标准 J C 9 0 1 2 0 0 2水 泥混凝 土养 护剂定 义 : 是 一 种喷洒或涂刷于混凝土表面 , 能在 混凝 土表 面形成一 层连 续 的不透水 的密 闭养护薄膜 的乳液或高分子溶液 。 2 O 世纪 4 O年代由美国科学家首先研制出混凝土薄膜养 护剂, 即在混凝土表面喷涂一层液体, 使其在空气中成薄膜 , 阻止混凝土内部水分散失。在 2 O世纪 8 O年代 , 高效表面活 性物质的大量生产, 出现了以石蜡为基料的高浓度水乳液养 护剂 , 世界各 国纷纷研 发 出各 自的产 品 , 我 国养护 剂产 品研 发也逐渐增多 , 主要 有石蜡 乳液 、 水玻 璃 为主 的硅 酸盐 水
10、溶 液和溶剂型树脂溶液 。 2 2养护剂 的优 点 养护质量均, 延长混凝土的养护时间, 提高混凝土 收稿 日期 : 2 0 1 1 1 2 1 8 修回 日期 : 2 0 1 2 0 1 0 5 作者简 介: 孟海 ( 1 9 7 4 一 ) , 男 , 山西大同人 , 高级工程师 , 硕j 主要从事 水利水 电建筑 工程方面的研 究。 1 7 4 l楝 与 交l藐| 孟 海等 水工混凝土养护方式及养护剂的应用 的强度; 节省劳动力, 只需喷涂 1 2次就可 , 不需要不停 的进行洒水养护; 避免了洒水养护在混凝土底部形成回流 区, 污水漫流, 影响文明施工; 能够提高混凝土的表面质量 和外
11、观质量; 节约用水, 减少污水排放, 保护生态环境, 为 低碳工程做出贡献 ; 适 用范 围广泛 , 几 乎所有 水工 混凝 土 养护均可使用。 2 3物 理性 能 各种混凝土养护剂的物理性能基本一样, 只是材料组成 有所不同 优选混凝土养护剂为无色液体, 无毒, 无臭 , 不燃 烧, 透气率低, 常温下混凝土面上成膜时间约 2 0 3 0 rai n , 有 较好的成膜性和保水作用, 成膜厚度 0 0 5 8 0 0 8 6 IT I IT I , 虽 然成膜的抗拉强度和伸长率, 比吹塑或聚乙烯塑料薄膜偏 低 , 但用于混凝土 2 1 2 8 d养护期是完全可以满足要求的。 2 4 混凝土养
12、护剂的分类和养护机理 混凝土养护剂按其成膜材料和表面特征, 一般分为水乳 型和溶剂型两大类 , 以水玻璃养护剂为例说明混凝土养护剂 的养护机理 。 硅酸盐水泥水化方程式 : 2 ( 3 C a O S i 02 ) + 6 H2 O一 3 C a O 2 S I O 23 H2 0( 水 化 硅酸钙凝胶) +3 C a ( OH) 2 2( 2 C a O S i 0z )+ 4 H2 O 一 3 Ca O 2 S i O2 3 H2 0 + Ca ( OH) 2 3 C a O Al z ( ) 3 +6 H2 O一3 C a O A1 z 036 H2 O 4 Ca O A1 2 03F
13、e 2 03 +7 H2 03 Ca 0 2 036 H2 0+ Ca 0 Fe 2 ( ) 3H2 0 水玻璃养护剂 中主要成 分硅 酸钠与 上述水 化物 中的氢 氧化钙 、 水 化铝酸钙发生反应 N础O n S i O2+ Ca( OH) 2 Na 2 O ( 一 1 ) S i 02+ Ca 2 0 S i ( ) 2 十 H2 O 3 C a 2 O 03 n H2 O+ Na 2 O n S i O ( ) S n H2 0+ 3 Na O AL2 O3 生成硅酸钙为坚硬化合物, 能够填充混凝土表面的毛细 孔道 , 堵塞了水分蒸发通道, 而溶液中水分挥发后滞 留在混 凝土表面的氢氧化
14、硅则为胶体, 能够将混凝土与空气隔离 开, 两个方面均起到阻止混凝土内水蒸发的作用。 2 5 养护剂观测及试验检测指标 观测检测 : 在玻璃板上喷洒 0 2 k g m2 养护剂, 观测成 膜时间, 观测成膜厚度及均匀性, 能够形成封闭的薄膜, 没有 沙眼空隙 , 薄膜手摸有一定 的弹性 。 试验检测指标有: 有效保水率、 抗压强度比、 磨耗量、 干 燥时间、 固含量、 成膜后浸水溶解性、 成膜内热性等, 根据工 程具体情况选用检测指标。 2 6 养护剂的施工工艺 养护剂施工器具 可采用 喷雾器 、 涂料 滚筒 或涂 料刷 , 喷 雾压力控制在 0 4 MP a以内, 防止冲坏混凝土表面, 喷
15、洒在 混凝土拆模后及时进行, 混凝土表面有污染或水珠等应清理 干净, 不同养护剂用量均有差别, 按厂家的技术要求进行 , 一 般控制在 3 4 m2 k g , 在施工中养护剂大多为透明液体 , 喷 洒时要注意识别 , 防止漏 喷 , 喷刷 时按从上 到下 从左 到右 的 次序进行为好; 使用前搅拌要均匀, 不要随意加水稀释影响 使用效果; 喷刷结束后要间隔一定时间检查 , 防止施工器具 等将薄膜划破 , 或漏喷影响养护效果。 3 近几年我国养护剂的研制 我国近年开发出多种新型养护剂 , 分 4类: 水玻璃改 性型; 石蜡乳液改性型; 高分子型; 无机物与高分子聚 合物复合型养护剂。这些养护剂
16、不仅有保水养护作用, 还有 新型吸水养护效果。 3 1水玻 璃 改性 型 无机吸水剂改性水玻璃, 主要成分: 氯化镁+尿素+硅 酸钠溶液; 氯化镁具有很强的潮解性, 它能够吸收空气中的 水分, 保持混凝土表面的湿度; 无机氟化物改性水玻璃, 主要 成分: 氟吕酸盐、 氟硅酸盐等氟化物加入水玻璃溶液中配成, 涂刷后氟化物发生化学反应将混凝土表面水泥中具有柔性 侵蚀能力的石灰组分转化为硬化的不会被破坏的氟化物, 封 闭了混凝土表面水分散失毛细通道, 提高混凝土表面的硬度 密度 和强度 。 3 2 石蜡 乳液 改性 型 混合石油乳液型 用混合石油代替成本较高的优质石 蜡, 使用酸盐型、 磺酸盐型阴离
17、子表面活性剂和聚醚类非离 子表面活性剂复配方作为乳化剂, 制备新型的养护剂, 大大 减少了原高成本的乳化剂用量 , 可制成浓液, 使用时现场稀 释。石蜡乳液与硅酸盐复合型、 与聚合物复合型, 改善提高 了养护剂的保水性, 成膜强度高, 成膜韧性好, 能渗透到混凝 土表面毛细孔内, 密封毛细孔, 防止水分蒸发和混凝土表面 泌水现象的发生, 起到很好的保水、 保温效果。 3 3 高分子型养护剂 高分子乳液养护剂, 是一种以新型高分子合成乳液为主 要原料的混凝土喷膜养护剂, 它为无毒、 无臭、 不燃、 透气率 低的液体, 具有较好的成膜性和保水性, 最低成膜温度为 8 , 它的 p H值为 8 9
18、, 对水泥水化反应无不 良影响。高分 子吸水树脂 , 具有吸收比自身重几十倍水的能力, 一旦吸水 形成水凝胶后, 很难把水分分离出来, 成为具有优 良保水性 的树脂, 对于缺水和昼夜温差大的环境 , 非常适用, 如沙漠地 区、 高原地 区。 3 4无机物与高分子聚合物复合型 利用无机物的渗透性和有机高分子的成膜保水性, 组合 复合型养护剂, 成为当前研究和应用的趋势, 不但成膜密封 性好 , 韧性强 , 且在混凝 土表 面发 生有利 混凝土 强度 的化学 反应, 使混凝土表面更加致密, 提高混凝土的表面强度。 4 结论 混凝土养护极其重要, 要增强水工混凝土养护的意 识 , 选择适当的养护方式
19、 , 加强混凝土养护 质量控制 ; 洒水 等常规养护养护成本高、 污染大、 劳动强度高, 质量不易保 证, 推荐使用混凝土养护剂; 养护剂近几年品种开发较多, 有必要进一步选择验证混凝土养护剂产 品 , 提 高混 凝土养护 效果, 如果能够和当前著名的混凝土养护剂科研单位联合开 发适应于重点大型工程的的新复合混凝土养护剂, 能减少常 ( 下转 第 1 8 1页) 森 焉 1 7 5 王鹤鸣 河北省干旱灾害对农业的影响及应对策略 用支撑社会经济的可持续发展 。加强水资源优化配置研究, 充分有效利用宝贵水资源。以可持续为基本原则, 综合考虑 生态、 效益、 需求等因素, 合理开发利用水资源, 优化
20、水资源 在流域内上下游之间、 行政区域之间的分配, 实现水资源的 可持续高效利用。 兴修农 田水利设施, 改善农业用水条件。农田水利 建设滞后是影响农业稳定发展和国家粮食安全的主要问题, 必须大力加强水利建设, 在改善生态环境的基础上改善农业 用水条件 。 实施节水灌溉 , 提高农业用水的利用率 。建立先 进 、 实用的现代节水农业综 合技术体 系与发展模式 。大 力发展节水灌溉 , 推广渠道防渗、 管道输水、 喷灌滴灌等技 术 , 提高灌溉水利用系数, 实施关键水灌溉技术, 有效节约 水 资源 。 优化农业种 植结 构 , 选用 抗旱 品种 。农 业对 干旱 最 为敏感, 受干旱影响最大也最
21、直接。应合理选用作物品种, 调整作物种植结构, 以趋利避害。应加强高光效和耐旱耐热 作物品种的选育, 应用现代生态科学的理念, 积极开展农业 抗旱减灾关键技术研究与创新, 建立不同区域适水性和节水 型抗旱避灾耕作制度和应急减灾模式。 加强旱情监测和干旱预报研究。建立并完善干旱监 测、 预报与预警机制。目前 , 农业、 水利、 水文、 气象已经通过 多年的监测积累了可观的长序列数据, 为干旱灾害提供了有 效的分析依据, 再加上实时的监测数据以及现代科技手段如 卫星摇感等为干旱预报提供了有力的技术支持, 构建农业旱 灾预报及决策系统, 在有针对性和可操作性强的干旱应急预 案的基础上提出不同级别的农
22、业旱灾应急方案, 为减轻我国 农业旱灾影响, 保障农业可持续发展提供决策服务。 加强水环境监管, 保护农业灌溉水源。随着工农业 进程的加速, 水体污染也面临越来越严重的形势, 灌溉可用 水源减少 , 进而导致旱情加剧, 应切实加强水源保护 , 实现农 业正常发展 。 参考文献: 1 邹旭恺, 张强 近半个世纪我国干旱变化的初步研究 J 应用 气象学报 , 2 0 0 8 , ( 1 9 ) : 6 : 6 7 9 6 8 7 2 河北省水文水资源勘测局 气候 变化及人类活动影响对海河水 资源 的影响 R 2 0 1 0 E 3 乔光建, 成淑敏 流域植被对径流调节作用的实验研究 J 水 文,
23、2 0 1 1 ,3 1 ( 4 ) : 5 1 - 5 3 ( 上接第 1 7 5页) 规养护废水污水、 提高混凝土养护质量 , 为低碳工程做出贡 8 献; 实际中使用养护剂能够防止细微裂纹的出现, 养护剂 配制工艺简单, 施工方便, 通过养护剂的应用, 能提高混凝土 的表面强度和质量 。 9 参考文献 : 1 李海川 , 许金余 , 邵式亮 , 等 改性水玻 璃养护剂 的配制及其应 用研究 J 化学建材 , 2 0 0 6 , 2 2 ( 2 ) : 2 7 3 0 E 2 李磊 , 刘加平 , 田倩 , 等 高性能养 护剂的开发及 其应用 E J 混 凝 土, 2 0 1 1 , ( 6
24、 ) : 1 3 4 1 3 5 3 王耿, 范圣强, 高阳, 等 国内混凝土养护剂的最新研究进展 J 上海涂料 , 2 0 0 5 , 4 2 ( 3 ) : 1 6 1 9 4 富恩久, 吴村, 黄荣辉, 等 混凝土养护方法的选择 J 混凝土, 2 0 0 5, ( 4 ): 1 0 1 l _ 5 王明宇 水工混凝土养护方法与应用浅谈口 中华建设科技, 2 01 1 , ( 2) : 5 2 5 3 6 迟培云, 贺培红, 吕平 高性能养护剂的性能与应用 J _ 混凝 土 , 2 0 0 0, ( 2 ): 3 5 36 7 赵天波 , 李凤艳 添加高聚物对 乳化蜡 型混 凝土养护剂 性
25、能 的 影响 J 精细化工, 2 0 0 0 , 1 7 ( 1 ) : 1 1 1 4 Ye Hu a 、 Z h a o J i a n q in g , S y n t h e s i s a n d Ap p l i c a t i o n o f No v e l C e me n t S e l f - c u r i n g Ad mi x t u r e J C h i n a S y n t h e t i c Ru b b e r I n d u s t r y, 2 0 0 3, ( 4 ): 2 5 1 陈波, 贺运生, 李振华, 等 大体积混凝土表面保护研究述评 J
26、灾 害与 防治工程 , 2 0 0 9 , ( 2 ) : 4 5 4 9 姚明甫, 詹炳根, 黄晓梅 养护对高性能混凝土的脆性影响的 试验研究口 合肥工业 大学学报 ( 自然科学 版 ) , 2 0 0 4 , ( 1 1 ) : 6 2 6 6 詹炳根, 丁以兵 一种评定高性能混凝土养护效果的新方法 J 混凝土 , 2 0 0 6 , ( 2 ) : 2 6 2 8 寿崇琦 , 张志 良, 解竹柏 , 等 高分子乳液型水泥混凝土路面养 护剂的研制 J 公路交通科技, 2 0 0 4 , ( 1 ) : 1 8 2 0 林泽伟 H G混凝土养生防裂剂的研制 A 纪念中国混凝土 外加剂协会成立 2 0 周 年混 凝土外 加剂新 技术 发展 研讨 会论文集 C 2 0 0 6 : 1 4 7 1 5 1 傅智 , 刘云 , 夏玲玲, 等 我 国水泥混凝土养护剂 标准及应用技 术研究 J 公路 , 2 0 0 3 , ( 3 ) : 3 2 3 9 刘海宏 , 张文渊 混凝土养护剂及其在道路路 面工程 中的应用 _ J 城市道桥与防洪, 2 0 0 2 , ( 4 ) : 1 0 I 一 1 0 3 J C 9 0 1 2 0 0 2 , 水泥混凝土养护剂 s 1 8 1 1 | | | *锯 4| | 虢 d 自d 冁 女E 自“ 镕 叼 阳 口 I二f 口 口 口 口 口